名古屋大學的一個研究小組使用U型超分子配合物作為有機反應的不對稱催化劑,並成功地以高選擇性和高收率獲得了難以合成的所需物質。
催化劑是一種促進化學反應且自身不會發生變化的物質。酶在生物體內起到催化劑的作用,在催化活性部位附近被稱為“鑰匙孔”的空腔選擇性地吸收特定的原料化合物(底物)(底物選擇性)和特定的化學反應。通過促進(反應選擇性) ),得到所需的產品。
另一方面,傳統的化學催化劑(人工酶)形狀相對簡單,沒有酶那樣精細的鎖孔,因此不具備底物選擇性和反應選擇性等功能。通過化學合成僅選擇性合成所需物質並不容易,在許多情況下,各種反應同時發生形成混合物。
為解決這一問題,課題組通過將預先設計好的酸鹼混合的簡單操作,製備出U型“量身定做”的超分子催化劑。當在各種反應中測試該複合物作為催化劑時,以高產率獲得所需產物。
通過計算估算超分子催化劑的小孔尺寸,發現小孔的形狀在從底物配位到產物排出的過程中很方便地改變。這種構象的柔韌性與酶的“誘導契合”(酶的鍵孔方便地發生變化以催化化學反應的現象)相同,催化劑呈U形,柔順性適中。認為它被表達了。
這一成果作為人工催化劑首次實現了與酶相媲美的多重選擇性,可以說是朝著建立可自由操縱有機反應的催化劑設計方法邁出的重要一步。